(衡水益通金屬制品有限責(zé)任公司，河北景縣 053500)

1 概述

波紋鋼管涵是一種新型公路小橋涵建材，是將3.0 mm～7.0 mm厚度的鋼板斷面加工成波紋瓦楞狀，增加構(gòu)造物的強(qiáng)度。鋼板加工成波紋狀，比一般平鋼板堅(jiān)固10倍～30倍。按結(jié)構(gòu)形式可分為整裝型和拼裝型，整裝型波紋管跨徑范圍0.5 m～3.0 m，截面形狀多為圓形;拼裝型跨徑范圍2.0 m ～12.0 m，截面形狀可為圓形或拱形等形式?？啥嗫资褂茫軡M足管頂以上覆土厚度0.5 m～50 m。此結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力要求很低，基礎(chǔ)為砂性土、碎石土、砂礫等柔性材料，可適應(yīng)地基較大的沉降和變形。在軟土區(qū)、山區(qū)高填方、地基沉降不均的地帶使用更具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2 施工要點(diǎn)

波紋鋼管涵是一種特殊結(jié)構(gòu)，既有柔性又具剛性，與周圍土體形成一種組合結(jié)構(gòu)，共同受力。因此施工時(shí)楔形部位及涵背回填特別重要，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制回填質(zhì)量。

1)基礎(chǔ)部分。

基礎(chǔ)材料選用本著就地取材的原則，一般為砂礫、砂性土、碎石土、石粉、級(jí)配碎石等柔性材料，基礎(chǔ)深度一般為0.3 m～1.5 m，基礎(chǔ)表面應(yīng)鋪設(shè)10 cm的粗砂找平層，基礎(chǔ)壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，基礎(chǔ)開挖寬度以跨徑的3倍為宜，這樣既為組裝提供工作面，又利于管側(cè)的回填密實(shí)，如現(xiàn)場(chǎng)條件限制，最小寬度也應(yīng)達(dá)到管側(cè)各1.2 m的寬度。涵洞填土過高時(shí)，考慮后期沉降應(yīng)在基礎(chǔ)頂部留設(shè)預(yù)留拱度，一般為管長(zhǎng)的0.3%～1%。

2)管體部分。

波紋管管體采用工廠集中化生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短，施工速度快。整裝型波紋鋼管每節(jié)管兩端都焊接角鋼法蘭，采用螺栓連接，法蘭間用密封墊密封。涵長(zhǎng)50 m的整裝管，施工工期3 d～5 d。拼裝型波紋鋼管每延長(zhǎng)米圓周向由多塊板組成，板片間搭接螺栓連接，板縫及螺栓處采用專用密封膠或泡沫板密封，涵長(zhǎng)50 m的拼裝管，施工工期為10 d～15 d。

3)回填土部分。

回填材料應(yīng)選擇透水性好的細(xì)土、砂礫、級(jí)配碎石等砂性材料，靠近管壁不允許有大于10 cm的石塊等硬物，管體兩側(cè)回填要同步進(jìn)行，兩側(cè)回填高差不宜大于30 cm，靠近管體50 cm范圍內(nèi)采用小型夯實(shí)機(jī)械，以外采用壓路機(jī)碾壓，密實(shí)度不低于95%，各管徑頂部回填土達(dá)到最小填土高度要求后才允許施工車輛通行。

4)管內(nèi)路面做法。

波紋鋼管作為通道使用時(shí)應(yīng)在管內(nèi)底部回填一定厚度的砂礫，密實(shí)度達(dá)到95%以上;在其上澆筑一層25 cm的混凝土;混凝土和管體兩側(cè)接觸部留2 cm的變形縫，用熱瀝青澆筑縫隙;混凝土路面長(zhǎng)度方向每6 m設(shè)一道變形縫，縫寬1 cm;通道內(nèi)混凝土路面兩側(cè)設(shè)路緣石(截面30 cm×25 cm)。

3 典型案例

1)在承秦高速中的應(yīng)用。

該高速項(xiàng)目全長(zhǎng)約99.8 km，是河北省“十一五”規(guī)劃項(xiàng)目。該公路使用波紋鋼管涵40余座，屬于典型的山區(qū)高填方路段，采用的波紋鋼管直徑為2.0 m，4 m，5 m大部分涵長(zhǎng)都在100 m左右，洞口形式為擋墻八字式，基礎(chǔ)采用當(dāng)?shù)氐纳狡ど靶酝?，厚度?00 cm，管周圍采用山皮土回填，每座涵洞施工時(shí)間為3 d～25 d(其中直徑2 m的整裝型波紋管施工時(shí)間僅為3 d～7 d;其中直徑4 m，5 m拼裝型波紋管施工時(shí)間僅為15 d～25 d)，比混凝土小橋涵縮短工期40 d～70 d。

波紋管涵不需要養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，以樁號(hào)K141+865為例，該涵為直徑4 m，涵全長(zhǎng)90 m，這座涵洞的施工工期為18 d，就可滿足施工車輛順利通行。從造價(jià)而言，直徑4 m鋼波紋管每延米1.5萬余元，比小橋造價(jià)略低，比蓋板涵和石拱涵略高或基本持平。圖1為直徑4 m波紋管涵圖片。

圖1 直徑4 m波紋管涵圖片

2)在舊橋涵加固中的應(yīng)用。

近幾年隨著交通運(yùn)輸?shù)娜找娣敝?，舊橋涵由于年久失修，地基不均勻沉降等原因，存在梁板開裂，墩墻脫落現(xiàn)象，在運(yùn)營(yíng)中存在一定的安全隱患，需要對(duì)舊橋涵進(jìn)行加固處理，有許多橋涵處在山區(qū)或高填方路段，挖出重新修建存在加大施工難度，多數(shù)采用對(duì)舊橋涵進(jìn)行加固處理，下面介紹一下采用波紋管對(duì)舊橋涵的加固方法。

基礎(chǔ)處理，可回填砂礫或砌筑片石混凝土或鋼筋混凝土。對(duì)基底進(jìn)行平整，換填30 cm～50 cm厚的砂礫材料，密實(shí)度達(dá)到90%以上，選擇適當(dāng)?shù)牧魉v坡3%左右。定出每道涵的中線和邊線。

波紋管施工時(shí)，采用分段施工的方法，預(yù)先在原拱涵基底用角鋼并排兩根，長(zhǎng)度根據(jù)涵長(zhǎng)確定。作涵管推進(jìn)時(shí)的滑軌，波紋管管徑根據(jù)工程需要可有不同的規(guī)格，整裝管管徑為0.5 m～2.5 m;每節(jié)管長(zhǎng)度3 m左右。采用內(nèi)(外)法蘭螺栓連接。整裝管也可做成半圓形管節(jié)內(nèi)法蘭連接。拼裝結(jié)構(gòu)跨徑為3 m～8 m?？蔀閳A形，拱形及其他異型截面形狀，每個(gè)圓周向由4塊～15塊板組成，板與板搭接高強(qiáng)螺栓緊固。

以G109線大同常圈溝橋?yàn)槔?常圈溝橋?yàn)槿卓鐝? m的石拱橋，樁號(hào)為K433+836，始建于1983年，每孔長(zhǎng)度23 m，填土高度4 m左右，由于該線是山西通往內(nèi)蒙的交通要道，地基的不均勻沉降及長(zhǎng)期超載車輛通過，橋墩及拱圈都出現(xiàn)不同程度的裂縫，存在較大的安全隱患，必須采取措施對(duì)此進(jìn)行加固維修。原拱涵單跨徑為5 m，拱高度為1.8 m，橋墩高度為2.4 m，該處無法修建施工便道，如重新修建，將需要斷交施工，而且所需時(shí)間長(zhǎng)。2007年8月進(jìn)行了加固維修，在每孔拱橋內(nèi)設(shè)φ3 m的拼裝型波紋鋼管涵，四周砌筑片石混凝土進(jìn)行加固處理，兩端砌筑M7.5片石擋墻，施工時(shí)間僅為15 d。圖2，圖3為常圈溝三孔橋加固圖片。

圖2 常圈溝三孔橋加固現(xiàn)場(chǎng)

圖3 加固后常圈溝三孔橋

4 結(jié)語

隨著波紋鋼管涵在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用，此結(jié)構(gòu)越來越被工程建設(shè)者們認(rèn)同，廣泛應(yīng)用于新建及改擴(kuò)建、應(yīng)急搶修、舊橋涵加固等項(xiàng)目中，一方面縮短了施工工期，大大提高了公路建設(shè)的總進(jìn)度，另一方面，也增加了國(guó)內(nèi)的用鋼量，帶動(dòng)了波紋管產(chǎn)業(yè)的興起。

［1］李祝龍.鋼波紋管涵設(shè)計(jì)與施工技術(shù)［M］.北京:交通出版社，2007.

［2］陳昌偉.波形鋼板結(jié)構(gòu)及其在公路工程中的應(yīng)用［J］.公路，2000(7):48-54.

［3］吳少海.青藏鐵路金屬波形管涵的應(yīng)用研究［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2002(4):45-47.

［4］章金釗.高原多年凍土地區(qū)涵洞工程研究［J］.公路，2002(2):25-28.

［5］吉才志.波形鋼板涵施工技術(shù)研究［J］.中國(guó)水運(yùn)(理論版)，2006(3):67-69.

［6］林建華.拼裝式鋼質(zhì)波紋管施工技術(shù)剖析［J/OL］.隧道網(wǎng)，2006.

［7］蔡 楓.鋼制波紋涵管施工應(yīng)用技術(shù)［J］.內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2007(3):91-92.

［8］呂 棟.鋼波紋管涵洞在高等級(jí)公路中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2008，34(15):295-296.

［9］龐君鵬.波形鋼板涵在公路工程中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)水運(yùn)(理論版)，2007(6):88-90.